Studien gir ny forståelse av rotavirusinfeksjoner hos nyfødte

Ved å bruke en tverrfaglig tilnærming, et internasjonalt team av forskere fra flere institusjoner, inkludert Baylor College of Medicine, avslører at komplekse interaksjoner mellom sukker og mikrobiomet i morsmelk påvirker nyfødt rotavirusinfeksjon. Rapportert i journalen Naturkommunikasjon , denne studien gir ny forståelse av rotavirusinfeksjoner hos nyfødte og identifiserer mors komponenter som kan forbedre ytelsen til levende, svekkede rotavirusvaksiner.

"Rotavirusinfeksjon forårsaker diaré og oppkast først og fremst hos barn yngre enn 5 år, med unntak av babyer yngre enn 28 dager, som vanligvis ikke har symptomer. Derimot, noen steder, infeksjoner hos nyfødte er forbundet med alvorlige gastrointestinale problemer. Hvilke faktorer som medierer forskjeller mellom nyfødte med og uten symptomer, er ikke klart forstått, "sa den første og tilsvarende forfatter Dr. Sasirekha Ramani, assisterende professor i molekylær virologi og mikrobiologi ved Baylor College of Medicine. "Vi begynte undersøkelsen vår for mange år siden med å fastslå at en bestemt stamme av rotavirus var assosiert med både asymptomatiske infeksjoner og kliniske symptomer hos nyfødte."

Ramani og hennes kolleger så først etter svar fra virusets perspektiv. De undersøkte om faktorer som mengden virus hos nyfødte eller virusets genom kan være knyttet til tilstedeværelsen av symptomer hos nyfødte, men fant ingen sammenheng mellom disse faktorene. Forskerne stilte deretter spørsmålet fra perspektivet til den nyfødte. Er det faktorer hos nyfødte som kan forklare hvorfor dette viruset infiserer nyfødte og hvorfor det er forskjeller i klinisk presentasjon?

I laboratoriet, forskerne undersøkte om komponenter i mors morsmelk kan hemme infeksjon av MA104 -celler, en veletablert modell for rotavirusstudier, med den spesielle rotavirusstammen de hadde identifisert i de nyfødte barnehagene i India. Uventet, de oppdaget at spesifikke sukkerarter i morsmelk forbedret infeksjon av celler i kultur med den nyfødte rotavirusstammen.

"Vi ble overrasket over disse resultatene, "Ramani sa." Brystmelk er kjent for å forbedre nyfødt beskyttelse mot rotavirusinfeksjon og sukker i morsmelk kan redusere smittsomheten til andre rotavirus, men her fant vi det motsatte for denne spesielle virusstammen. "

Forskerne gikk deretter tilbake til feltet for å avgjøre om de kunne validere resultatene de hadde funnet i laboratoriet i en kohorte av mor-spedbarn-par.

"Vi fant at noen av de samme spesifikke sukkerarter i morsmelk som øker smittsomheten til celler i kulturen, er tilstede i melken til nyfødte mødre med symptomatisk infeksjon, "Sa Ramani.

I tillegg, forskerne fant en sammenheng mellom mikrobiomet i morsmelk og gastrointestinale symptomer hos nyfødte, som stilte nye spørsmål, Forklarte Ramani. Hvordan bidrar mikrobiomet til forskjellene i gastrointestinale symptomer?

"Det som er mest interessant for oss er at disse sukkerstoffene også øker replikasjonen av rotaviruset svekket, levende vaksine som ligner det nyfødte viruset vi studerer, "Ramani sa." Forbedret virusreplikasjon kan potensielt oversette til en mer effektiv immunrespons mot viruset, noe som vil føre til bedre beskyttelse for spedbarnet. Dette er noe vi ønsker å utforske i fremtiden fordi det kan belyse strategier for å forbedre effektiviteten til rotavirusvaksiner i deler av verden der de ikke gjør det bra. "

"En av de viktigste tingene for oss er at disse uventede funnene er tett knyttet til folkehelsen, "sa medforfatter Dr. Mary K. Estes, Cullen Foundation ga professor i human og molekylær virologi ved Baylor College of Medicine og emeritus -direktør for Texas Medical Center Digestive Diseases Center. "Den tverrfaglige karakteren til vårt forskerteam har gitt oss mulighet til å svare på spørsmål om hvordan denne unike rotavirusstammen infiserer nyfødte, bekrefte funnene i feltet og åpne muligheter for å forbedre effektiviteten til rotavirusvaksiner der de trengs mest. "

"Disse funnene er et godt eksempel på det presserende behovet for å forbedre vår forståelse av sammensetningen og variasjonen i morsmelkkomponenter, "sa medforfatter Dr. Lars Bode, lektor i pediatri og direktør og leder for Collaborative Human Milk Research ved Larsson-Rosenquist Foundation Mother-Milk-Infant Center of Research Excellence ved University of California, San Diego. "Å forstå hvordan rotavirus og andre patogener kan dra nytte av morsmelkkomponenter, vil lede utviklingen av nye vaksinasjonsstrategier for å holde seg i forkant i vertspatogenvåpenkappløpet."

• National Institutes of Health tildeler stipend til MSU -professorer for forskning på nevrodegenerativ sykdom
• Ny plattform for metagenomisk analyse